Um novo método de combustão de gás removendo a necessidade de separação de gás caro foi ampliado com sucesso. O novo método tem penalidades de eficiência de gás para vapor muito mais baixas do que tecnologias alternativas de captura de CO2, bem como um custo de evitação de CO2 reduzido em 60% em comparação com a depuração de amina. O consórcio já busca estendê-lo para a combustão de biomassa.

Embora mais limpo do que o petróleo bruto ou a combustão do carvão, os métodos atuais para queima de gás natural ainda geram CO2 como parte de uma mistura de gases de combustão, incluindo nitrogênio, vapor de água e outras substâncias.

Neste formulário, o CO2 não pode ser armazenado ou reciclado. Isso impulsionou os pesquisadores financiados pelo projeto SUCCESS (geração de vapor industrial com captura de 100% de carbono e penalidade de eficiência insignificante - aumento de escala do transportador de oxigênio para combustão química em looping usando materiais ambientalmente sustentáveis) a procurar um viável, método de combustão alternativo que eles encontraram em 'Combustão em circuito químico' (CLC).

O que torna o CLC uma solução de alto potencial para captura e armazenamento de carbono?

A maior vantagem da tecnologia CLC é o fato de que o ar e o combustível nunca são misturados, enquanto a etapa de separação gás-gás de energia intensa (separando CO2 de um fluxo de gás de exaustão), que é comum em outras tecnologias de captura de carbono, é evitado. Isso reduz drasticamente a penalidade de energia da separação de CO2.

Qual foi o papel desempenhado pela SUCCESS em seu desenvolvimento posterior?

O projeto SUCCESS se concentrou nos dois aspectos mais importantes da tecnologia:aumento da produção de transportadores de oxigênio e aumento da escala do projeto do sistema do reator. O principal objetivo do projeto consistia em tornar a tecnologia CLC pronta para demonstração na faixa de 10 MW de potência de combustível. Para aquele propósito, os processos de produção de material de transporte de oxigênio foram ampliados para a escala de várias toneladas e um conceito de reator adequado para esse tamanho foi apresentado.

Quais foram as principais dificuldades que enfrentou e como as superou?

As principais dificuldades residem na ampliação do material portador de oxigênio da escala de laboratório para a escala de várias toneladas. Este escalonamento inclui dois aspectos críticos:a identificação das matérias-primas disponíveis em escala / quantidades industriais e o escalonamento do próprio processo de produção.

A produção em grande escala de material carreador de oxigênio é realizada usando matérias-primas que têm mais impurezas do que produtos químicos limpos usados ​​em escala de laboratório. O desafio é identificar os impactos dessas impurezas no produto final e selecionar a matéria-prima mais adequada. Esses problemas foram resolvidos durante o projeto, e a produção de material foi ampliada com sucesso com a produção de 3,5 toneladas de material.

A abordagem consistia na otimização iterativa da produção em larga escala, ou seja, feedback regular durante o processo de aumento de escala de testes em unidades piloto. Contudo, ainda vemos mais potencial para otimização do processo de produção, levando a materiais de melhor desempenho.

Como foi a fase de validação?

A fase de validação correu muito bem. Os materiais produzidos foram testados em várias unidades piloto de 10 kW a 1 MW. A operação com esses materiais foi bem-sucedida em todas as unidades. A comparação com materiais de referência mostra que o desempenho do material ampliado é semelhante ao do material de referência.

O que você aprendeu sobre o potencial comercial do CLC?

A análise técnico-econômica da tecnologia mostrou que o maior potencial para CLC de combustíveis gasosos, como gás natural ou gás de refinaria, está na produção de vapor industrial. Também vimos como é crítico dar o passo para passar para a próxima escala (na ordem de 10 MW) para ganhar experiência operacional de longo prazo com a tecnologia CLC.

Você tem algum plano de acompanhamento?

Com base nos resultados do projeto, estamos confiantes de que a tecnologia está pronta para demonstração na próxima escala. Existem, Contudo, ainda não há planos de acompanhamento específicos para projetos de demonstração.

Também seria de grande interesse desenvolver a tecnologia CLC para o uso de biomassa para a produção de energia com emissões abaixo de zero. À luz do orçamento de carbono remanescente para um aumento abaixo de 2 ° C, Bio Energy CCS (BECCS) está ganhando cada vez mais importância. Isso também foi sublinhado no último relatório de avaliação do IPCC. Vemos um grande potencial para CLC neste campo.